متعادل کردن سلامت و عملکرد گاو شیری- مکمل چربی جیره و نقش سرامید

افزودن مکمل چربی به جیره گاوهای شیری روشی معمول برای افزایش انرژی جیره و افزایش تولید شیر و چربی شیر است. با این حال، توانایی مکمل چربی در جیره برای تعدیل هضم، متابولیسم و تولید می تواند تحت تأثیر نوع اسید چرب (طول زنجیره و درجه اشباع) باشد. درک ما از مکمل های چربی با میزان اسیدهای چرب، نوع محافظت، شکل و اندازه فیزیکی، درجه استری شدن و میزان هضم بیشتر پیچیده می شود. برای کمک به کشف این پیچیدگی، گروه تحقیقاتی McFadden ازmass spectrometry-based lipidomics  برای نقشه برداری بیوشیمیایی لیپیدوم گاو (بیش از 1400 چربی پیچیده) استفاده کرد، که منجر به کشف اثرات متابولیکی منحصر به فرد اسیدهای چرب خاص گردید. تمرکز فعلی بر نقش سرامید در مکمل چربی است.

اهمیت سرامید

سرامید نوعی اسفنگولیپید است که در بافت ها و گردش خون یافت می شود و بوسیله اسیدهای چرب اشباع از جمله اسید پالمیتیک و اسید آمینه غیر ضروری سرین تشکیل می شود (شکل 1). شبیه به تنوع اسیدهای چرب، سرامیدها از نظر ساختار و عملکرد مولکولی متفاوت هستند. درک ما از سرامید در درجه اول به نقش آن به عنوان القا کننده مقاومت به انسولین، کبد چرب و التهاب در غیرنشخوارکنندگان دیابتی نسبت داده می شود که جیره غذایی غنی از انرژی و غنی از اسید پالمیتیک مصرف کرده اند. اگرچه، این تأثیرات مخرب به میزان چاقی بسیار وابسته است و اینکه آیا تجمع سرامید به اندازه کافی شدید شده است که به یک عدم تعادل هموستاتیک تبدیل شود. این موضوع نیاز به تأکید دارد زیرا در صورت عدم وجود بیماری متابولیکی، سرامید همچنین می تواند به عنوان کنترل ذاتی برای تقسیم مواد مغذی به سمت رشد جنین و شیردهی باشد. توانایی بالقوه سرامید برای کاهش حساسیت به انسولین و افزایش عملکرد شیردهی در گاوهای شیری توسط چندین مشاهدات اخیر پشتیبانی می شود.

• اول، غلظت سرامید در گردش خون، کبد و عضله اسکلتی در گاوهایی که از ابستنی به شیردهی منتقل می شوند افزایش می یابد، اما به تدریج بعد از اوج تولید شیر کاهش می یابد. جالب اینجا است که افزایش سطح سرامید تجزیه بافت چربی و تجمع سیستمیک اسیدهای چرب غیراستریفهNEFA) ) را گسترش می دهد و غلظت انسولین را کاهش می دهد.

• دوم، سرامید مانع جذب گلوکز تحریک شده توسط انسولین در سلول های چربی کشت شده با انرژی مازاد می شود.

• سوم، افزایش NEFA در گردش با تزریق وریدی تری گلیسیرید یا محدودیت خوراک، عدم تحمل سرامید و انسولین را افزایش می دهد.

• چهارم، سرامید در گردش با تولید شیر در گاوهای شیری رابطه مثبت مداوم دارد. بنابراین، سرامید تبدیل به یک نشانگر زیستی جدید برای تقسیم مواد مغذی در گاوهای شیری شده است. با توجه به این نکته، متخصصان تغذیه چگونه می توانند اسیدهای چرب جیره را تغییر دهند از طریق 1) کاهش تولید سرامید در گاوهای پرخطر اوایل شیردهی (گاوهایی که در هنگام زایش دارای نمره بدن بالایی هستند) تا به طور بالقوه عملکرد انسولین را افزایش دهند، و NEFA در گردش خون و تجمع چربی های کبدی را کاهش دهند یا 2) تولید سرامید را افزایش دهند برای صرفه جویی در گلوکز برای تولید پستانی شیر در گاوهای اواسط یا اواخر شیردهی در طی تعادل انرژی مثبت؟ برای پاسخ به این سوالات، مطالعات بر تأثیر متابولیکی تغذیه با مکمل های بسیار غنی از اسید پالمیتیک متمرکز شده است.

مکمل اسید پالمیتیک باعث افزایش تولید سرامید می شود

اسید پالمیتیک ماده اولیه ترجیح داده شده برای سرین پالمیتوئیل ترانسفراز serine palmitoyltransferase  در چرخه de novo تولید سرامید است (شکل 1). علاوه بر این، اسید چرب دوم توسط سرامید سنتاز مورد نیاز است که اغلب اشباع است، و یا پالمتیک، بهنیک (C22:0) یا لیگنوسریک اسید(C24:0)  است. نسبت به تیمار کنترل بدون چربی مکمل، تغذیه گاوهای هلشتاین در اوایل و اواسط شیردهی با چربی های با پالم بالا باعث افزایش غلظت سرامید در خون و کبد می شود. علاوه بر این، توانایی اسید پالمیتیک برای افزایش سرامید در گردش در گاوهای اواسط شیردهی در مقایسه با مکمل تری گلیسیرید اسید استئاریک(C18:0)  یا متوسط زنجیر (C8:0 and C10:0) بیشتر است. به نظر می رسد افزایش سطح سرامید پلاسما به دلیل مصرف مکمل اسید پالمیتیک شامل تولید سرامید کبدی و ترشح بعدی سرامید در پروتئین های با چگالی بسیار کم است.

در واقع، تغذیه اسید پالمیتیک غلظت سرامید داخل سلولی را در سلول های کبدی اولیه گاو (سلول های کبدی) افزایش می دهد و غلظت لیپوپروتئین سرامید با چگالی کم در گردش با جذب NEFA کبدی افزایش می یابد. داده های فعلی نشان می دهد که تغذیه اسید پالمتیک از طریق مکانیسم های مربوط به سرامید باعث تقسیم مواد مغذی می شود. در حمایت از این موضوع، سطح NEFA گردش خون پس از چالش گلوکز در گاوهای اواسط شیردهی که با اسید پالمیتیک جایگزین پوسته سویا تغذیه شده بودند، همچنان بالا است. سرامید در گردش با بسیج چربی و فعال شدن لیپاز حساس به هورمون در بافت چربی ارتباط مثبت دارد. از نگرانی بالقوه این است که غلظت سرامید با التهاب، افزایش ماکروفاژ بافت چربی و تجمع چربی کبدی در اوایل شیردهی ارتباط دارد. با این حال، غلظت سرامید پلاسما به طور مداوم با تولید شیر در گاوهای شیرده که از نظر بالینی سالم هستند ارتباط مثبت دارد.

در مجموع، این داده ها حاکی از آن است که هنگام تغذیه اسید پالمیتیک در گاوهای اوایل شیردهی که در معرض خطر ابتلا به بیماری متابولیک هستند، باید تعادل بین سلامتی و تولید شیر در نظر گرفته شود. در گله هایی که دچار ضعف سلامت و عملکرد باروری پس از زایش هستند، بهترین حالت تغذیه مکمل های بسیار غنی اسید پالمیتیک بعد از اوج شیردهی است. چنین رویکردی توانایی تقسیم مواد مغذی برای تولید شیر بدون به خطر انداختن سلامتی را دارد. تحقیقات فعلی بر اثرات مکمل چربی اسیدهای چرب غیراشباع در تولید سرامید متمرکز شده است. البته، درک ما و کاربرد این موضوع به دلیل بیوهیدروژناسیون گسترده در شکمبه پیچیده است.

با این وجود، مشاهدات اولیه در بره ها نشان می دهد که اسید پالمیتولئیک(C16:1)  محافظت نشده باعث کاهش تامین سرامید می شود. این احتمالاً از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا اسید پالمیتولئیک حساسیت به انسولین را در گوسفندان چاق افزایش می دهد. از آنجا که گاوهای شیری که با جیره حاوی اسیدهای چرب غیراشباع با چند پیوند دوگانه(PUFA)  تغذیه می شوند تلفات ابستنی را کاهش می دهند، و همچنین PUFA جیره باعث کاهش سرامید و افزایش عملکرد انسولین در غیرنشخوارکنندگان می شود، فرضیه ما این است که PUFA سطح سرامید را کاهش می دهد و حساسیت انسولین را در گاوهای شیری افزایش می دهد. این احتمال در حال حاضر در گاوهای شیرده مرکز تحقیقات دانشگاه کرنل در هارتفورد، نیویورک در حال بررسی است.

نکته نهایی

در مجموع، سرامید به عنوان یک نشانگر زیستی جدید برای آنتاگونیسم انسولین در گاوهای شیری و هدفی برای توسعه استراتژی های تغذیه ای با هدف تعدیل تقسیم مواد مغذی است. اگرچه مطالعات بارها توانایی مکمل چربی پالم در القا تولید سرامید در گاوهای شیری را ثابت کرده اند، اما کارهای اینده با هدف مشخص کردن اثرات مربوط به سرامید اسیدهای چرب اشباع با زنجیر طولانی و PUFA که از بیوهیدروژناسیون شکمبه ای فرار می کنند است و تأثیر امولسیون کننده هایی که ممکن است باعث افزایش قابلیت هضم اسید پالمتیک شود. علاوه بر این، ما باید در نظر بگیریم که چگونه افزایش سرامید ناشی از اسید پالمیتیک تحت تأثیر تراکم انرژی جیره، افزودن همزمان با سایر اسیدهای چرب، سطح تولید شیر، مرحله شیردهی و شکم زایش قرار می گیرد. مشخص کردن این عدم قطعیت ها توانایی بهینه سازی تغذیه اسیدهای چرب در گاوهای شیری را دارد.

گروه علمی شرکت اگرین تک